1.4. Методы определения классов опасности

Токсичные отходы производства и потребления в зависимости от степени их вредного воздействия на окружающую среду и человека подразделяются на пять классов опасности (табл. 1.1).

Класс опасности токсичных отходов производства и потребления определяется лицензированными технологическими производственными лабораториями предприятий, ведомственными научно-исследовательскими институтами с участием специалистов ведомственных подразделений по охране окружающей среды. Оценка класса опасности отхода может производиться на основании информации, полученной как из справочных источников, так и в результате санитарно-химической оценки многокомпонентного отхода по утвержденным в установленном порядке методикам.

Все отходы производства и потребления, образующиеся на предприятии (учреждении), включены в утвержденные нормативные документы-классификаторы.

Наличие в отходах ртути, хромовокислого калия, треххлористой сурьмы, оксида мышьяка и других высокотоксичных веществ требует отнесения их к первому классу опасности.

Наличие в отходах хлористой меди, хлористого никеля, оксида сурьмы, азотнокислого свинца и др. относит их ко второму классу опасности.

Наличие в отходах сернокислой меди, оксида свинца, щавелевокислой меди, четыреххлористого углерода требует отнесения их к третьему классу опасности.

К четвертому и пятому классам опасности относятся отходы, содержащие те же опасные вещества первого, второго и третьего классов опасности, но в небольших концентрациях, а также шлаки и другие отходы.

Расчетный метод определения класса опасности токсичных отходов. Класс опасности отхода устанавливается по степени возможного вредного воздействия на человека и окружающую природную среду (ОПС) при непосредственном или опосредственном воздействии этой токсичной смеси, в том числе отходов производства и потребления, в соответствии с критериями, приведенными в таблицах № 1, 2, 3, 4 приказа Министерства природных ресурсов РФ от 15 июня 2001 г. № 511 «Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды».

Таблица 1.1. Класс опасности отходов

№ пп	Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС	Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды	Класс опасности отходов для окружающей природной среды
1	Очень высокая	Экологическая система необратимо нарушена. Период восстановления отсутствует.	I класс чрезвычайно опасные
2	Высокая	Экологическая система сильно нарушена. Период восстановления не менее 30лет после полного устранения источника.	II класс высокоопасные
3	Средняя	Экологическая система нарушена. Период восстановления 10 лет, после снижения вредного воздействия от существующего источника.	III класс умеренно опасные
4	Низкая	Экологическая система нарушена. Период самовосстановления не менее трёх лет.	IV класс малоопасные
5	Очень низкая	Экологическая система практически не нарушена.	V класс практически неопасные

Отнесение отходов к классу опасности может осуществляться расчетным и экспериментальным методами. В случае отнесения отходов расчётным методом к 5-му классу опасности необходимо его подтверждение экспериментальным методом. При отсутствии подтверждения 5-го класса экспериментальным методом отход относится к 4-му классу опасности.

Отнесение отходов к классу опасности для ОПС расчётным методом осуществляется на основании показателя (К), характеризующего степень опасности отхода при воздействии на ОПС, рассчитанного по сумме показателей опасности веществ, составляющих токсичную смесь (К_i).

Перечень компонентов отхода и их количественное содержание устанавливаются по составу исходного сырья, технологическому процессу его переработки или по результатам количественного химического анализа.

Показатель степени опасности компонента отхода (К_i) рассчитывается как соотношение концентрации компонента токсичной смеси (С_i) с коэффициентом его степени опасности (W_i), численно равному количеству компонента, ниже значения которого он не оказывает негативных воздействий на человека и окружающую среду. Размерность (С_i) и (W_i) – мг/кг, т.е. К_i = С_i / W_i .

Для определения коэффициента степени опасности компонента отхода для ОПС по каждому компоненту отхода устанавливаются степени их опасности для ОПС для различных природных сред в соответствии с таблицей 1.2.

Таблица 1.2. Степень опасности компонентов отхода для ОПС

№ п/п	Наименование первичных показателей опасности компонента отхода	Значения, интервалы и характеристики первичных показателей опасности компонента отхода
		Баллы
		1	2	3	4
1	ПДКп* (ОДК), мг/кг	<1	1-10	10.1-100	>100
2	Класс опасности в почве	1	2	3	-
3	ПДКв (ОДУ, ОБУВ), мг/л	<0,01	0,01-0,1	0,11-1	>1
4	Класс опасности в воде хозяйственно-питьевого использования	1	2	3	4
5	ПДКр.х. (ОБУВ), мг/л.	<0,001	0,001-0,01	0,011-0,1	>0,1
6	Класс опасности в воде рыбохозяйственного использования	1	2	3	4
7	ПДКс.с. (ПДКм.р., ОБУВ), мг/м3	<0,01	0,01-0,1	0,11-1	>1
8	Класс опасности в атмосферном воздухе	1	2	3	4
9	ПДКп.п. (МДУ, МДС), мг/кг	<0,01	0,01-1	1,1-10	>10
10	Lg (S,мг/л / ПДК.в., мг/л)	>5	5-2	1,9-1	<1
11	Lg (Снас,мг/м3 / ПДКр.з)	>5	5-2	1,9-1	<1
12	Lg (Снас,мг/м3 / ПДКс.с или ПДКм.р.)	>7	7-3,9	3,8-1,6	<1,6
13	Lg Коw (октанол / вода)	>4	4-2	1,9-0	<0
14	LD50, мг/кг	<15	15-150	151-5000	>5000
15	LС50, мг/м3	<500	500-5000	5001-50000	>50000
16	LC50водн., мг/л / 96 ч	<1	1-5	5,1-100	>100
17	БД=БПК5 / ХПК	<0,1	0,1-0,6	0,61-0,9	>0,91
Окончание табл. 1.2
№ п/п	Наименование первичных показателей опасности компонента отхода	Значения, интервалы и характеристики первичных показателей опасности компонента отхода
		Баллы
		1	2	3	4
18	Персистентность (трансформация в окружающей природной среде)	Образование более токсичных продуктов, в т.ч. обладающих отдалёнными эффектами или новыми свойствами	Образование продуктов с более выраженным влиянием других критериев опасности	Образование продуктов, токсичность которых близка к токсичности исходного вещества	Образование менее токсичных продуктов
19	Биоаккумуляция (поведение в пищевой цепочке)	Выраженное накопление во всех звеньях	Накопление в нескольких звеньях	Накопление в одном из звеньев	Нет накопления
20	Балл (степень опасности компонента отхода для ОПС)	1	2	3	4

*используемые сокращения приведены ниже.

Перечень используемых в таблице сокращений:

ПДКп (мг/кг)	Предельно допустимая концентрация вещества в почве
ОДК	Ориентировочно допустимая концентрация
ПДКв (мг/л)	Предельно допустимая концентрация вещества в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
ОДУ	Ориентировочно допустимый уровень
ОБУВ	Ориентировочно безопасный уровень воздействия
ПДКр.х. (мг/л)	Предельно допустимая концентрация вещества в воде водных объектов рыбохозяйственного назначения
ПДКс.с. (мг/м3)	Предельно допустимая концентрация вещества среднесуточная в атмосферном воздухе населённых мест
ПДКм.р. (мг/м3)	Предельно допустимая концентрация вещества максимально разовая в воздухе населённых мест
ПДКр.з. (мг/м3)	Предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны
МДС	Максимально допустимое содержание
МДУ	Максимально допустимый уровень
S (мг/л)	Растворимость компонента отхода (вещества) в воде при 20 °С
Снас (мг/м3)	Насыщающая концентрация вещества в воздухе при 20 °С и нормальном давлении
Коw	Коэффициент распределения в системе октанол/вода при 20 °С
LD50 (мг/кг)	Средняя смертельная доза компонента в миллиграммах действующего вещества на 1кг живого веса, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при однократном пероральном введении в унифицированных условиях
LDкожи50 (мг/кг)	Средняя смертельная доза компонента в миллиграммах действующего вещества на 1 кг живого веса, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при однократном нанесении на кожу в унифицированных условиях
LС50 (мг/м3)	Средняя смертельная концентрация вещества, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при ингаляционном поступлении в унифицированных условиях
БД LC50водн, 96 ч	Биологическая диссимиляция Средняя смертельная концентрация веществ в воде, вызывающая гибель 50 % всех взятых в опыт гидробионтов (например, рыб через 96 часов).

Значения первичных показателей опасности отдельных компонентов выбираются по справочным данным из научно-технической официально изданной литературы, рекомендуемый перечень которой приведен в конце главы.

В случае отсутствия ПДК отдельного компонента токсичной смеси допустимо использовать другую нормативную величину, указанную в скобках в таблице 1.2.

Растворимость компонента (S) находится из справочников как растворимость в воде при температуре 20 °С. Если S=∞, то Lg S/ПДКв = ∞, балл =1; если S=0, то Lg S/ПДКв = 0, балл = 4.

Значения С_нас. определяются:

а) по таблицам термодинамических данных [31]- приложение;

б) рассчитываются по уравнению

Lg С_нас = А – В/ Т + СТ + Д LgТ,

коэффициенты которого приведены в [32];

в) рассчитывается по формуле, мг/м³:

С_нас = ,

где М – молекулярная масса вещества;

Р – давление насыщенных паров при 25 °С, мм. рт. ст.;

Если давление насыщенных паров установлено при других температурах, то расчёт производится по формуле, мг/м³:

С_нас= ,

где Т – абсолютная температура, К, при которой проводилось определение давления насыщенных паров.

Ниже приведены результаты расчётов насыщающих концентраций в воздухе (С_нас) для некоторых веществ и элементов при 25 °С и нормальном давлении.

Наименование элементов	Символ	Снас, мг/м³
Свинец	Pb	3,3·10-22
Оксид свинца	PbO	5,7·10-35
Мышьяк	As	1,5·10-36
Мышьяк	As2	4,7·10-19
Мышьяк	As4	3,2·10-9
Марганец	Mn	1,3·10-33
Цинк	Zn	2,5·10-9
Медь	Cu	3,0·10-44
Хром	Cr	4,5·10-56
Ванадий	V	5,5·10-77
Оксид ванадия	VO	3,4·10-85
Никель	Ni	1,8·10-43
Кадмий	Cd	3,5·10-6
Сурьма	Sb1	1,1·10-32
Сурьма	Sb2	1,2·10-24
Стронций	Sr	5,4·10-17
Ртуть	Hg	270

При наличии в источниках информации нескольких значений для показателей LD₅₀ и LC₅₀ (например, для разных видов животных) выбирается величина, соответствующая максимальной опасности, т.е. наименьшее значение LD₅₀ и LC₅₀.

Биологическая диссимиляция определяется устойчивостью вещества к биодеградации и равна отношению БПК₅ к ХПК. Значения биологического и химического показателей кислорода (БПК₅ и ХПК) определяют экспериментальным путем.

По каждому показателю в соответствии с его значением выставляется балл от 1 до 4, соответствующий степени опасности компонента отхода. Соответствующий балл выставляют также уровню информационного обеспечения системы показателей для учета недостатка информации по первичным показателям степени опасности компонента. Показатель информационного обеспечения рассчитывается путем деления числа установленных показателей n на количество наиболее значимых первичных показателей степени опасности компонента N (N=12). Баллы присваиваются диапазонам изменения показателя информационного обеспечения, указанным в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Диапазоны изменения показателя информационного обеспечения (n / N)	Баллы
< 0,5 (n< 6)	1
0.5-0.7 (n = 6-8)	2
0.71-0.9 (n = 9-10)	3
> 0.9 (n ≥11)	4

Далее определяют значение относительного параметра опасности компонента (Х_i) путем деления суммы баллов по всем показателям на число этих показателей. Общее число показателей в системе равно количеству первичных показателей степени опасности компонента плюс 1 (показатель информационного обеспечения).

При расчете коэффициента степени опасности компонента отхода (W_i) следует учитывать, что относительный параметр опасности i-го компонента (X_i) связан с унифицированным относительным параметром опасности (Z_i) следующим соотношением:

Z_i = 4X_i /3 – 1/3.

Зависимость между коэффициентом степени опасности i-го компонента отхода (W_i) и унифицированным относительным параметром опасности (Z_i) устанавливается следующей функцией:

4 – 4 /Z_i ; при 1≤ Z_i < 2

L g W_i = Z_i ; при 2 ≤ Z_i <4

2 + 4 / (6-Z_i) ; при 4 ≤ Z_i  5

По найденному Lg W_i определяют W_i. Ниже приведены коэффициенты W для отдельных компонентов (табл. 1.4).

Таблица 1.4. Коэффициенты для отдельных компонентов отхода

Наименование компонента	Xi	Zi	LgWi	Wi
Альдрин	1,857	2,14	2,14	138
Бенз(а)пирен	1,6	1,8	1,778	59,97
Бензол	2,125	2,5	2,5	316,2
Гексахлорбензол	2,166	2,55	2,55	354
2-4 динитрофенол	1,5	1,66	1,66	39,8
Ди(n)бутилфталат	2	2,33	2,33	215,44
Диоксины	1,4	1,533	1,391	24,6
Дихлорпропен	2,2	2,66	2,66	398
Диметилфтатат	2,166	2,555	2,555	358,59
Дихлорфенол	1,5	1,66	1,66	39,8
Дихлордифенилтрихлорэтан	2	2,33	2,33	213,8
Кадмий	1,42	1,56	1,43	26,9
Линдан	2,25	2,66	2,66	463,4
Марганец	2,30	2,37	2,73	537,0
Медь	2,17	2,56	2,56	358,9
Мышьяк	1,58	1,77	1,74	55,0
Нафталин	2,285	2,714	2,714	517,9
Никель	1,83	2,11	2,11	128,8
N-нитрозодифениламин	2,8	3,4	3,4	2511,88
Пентахлорбифенилы	1,6	1,8	1,788	59,98
Пентахлорфенол	1,66	1,88	1,88	75,85
Ртуть	1,25	1,33	1,00	10,0
Стронций	2,86	3,47	3,47	2951
Серебро	2,14	2,52	2,52	331,1
Свинец	1,46	1,61	1,52	33,1
Тетрахлорэтан	2,4	2,866	2,866	735,6
Толуол	2,5	3	3	1000
Трихлорбензол	2,33	2,77	2,77	598,4
Фенол	2	2,33	2,33	215,44
Фураны	2,166	2,55	2,55	359
Хлороформ	2	2,333	2,333	215,4
Хром	1,75	2,00	2,00	100,0
Цинк	2,25	2,67	2,67	463,4
Этилбензол	2,286	2,714	2,714	517,9

Показатели степени опасности отдельных компонентов отхода рассчитывают по формулам:

K₁ = C₁/ W₁; K₂ = C₂ / W₂ … K_n = C_n / W_n ,

где W₁ ,W₂, W_n – коэффициенты степени опасности (мг/кг);

C₁, C₂, C_n – концентрация компонента в токсичной смеси (мг/кг).

Если состав токсичной смеси качественно представлен в виде неорганических соединений (например, NiO – 5 %, CuSO₄ – 5 %), а значения первичных показателей определены по элементам (Ni, Cu), то концентрация каждого отдельного компонента пересчитывается на опасный элемент.

Показатель степени опасности отхода определяют как сумму показателей степени опасности отдельных компонентов сложной смеси:

К = К₁ + К₂ + … + К_n ,

где К - показатель степени опасности токсичной смеси;

К₁, К₂, К_n – показатели степени опасности отдельных компонентов токсичной смеси.

При определении концентраций отдельных компонентов должно быть соблюдено условие C₁ + C₂ +… +C_n = 10⁶ (мг/кг), т.е. должны быть учтены все компоненты, входящие в токсичную смесь.

Класс опасности токсичной смеси определяется на основе значений показателя степени опасности отхода (К) в соответствии с таблицей 1.5.

Таблица 1.5. Степень опасности отхода для ОПС

Класс опасности токсичной смеси	Степень опасности (К)
I	106 ≥ К > 104
II	104 ≥ К > 103
III	103 ≥ К > 102
IV	102 ≥ К > 10,5
V	К ≤ 10,5

Расчетный метод применяется также к определению классов опасности отходов производства и потребления в том случае, если в Федеральном классификационном каталоге отходов класс опасности для человека и окружающей среды не установлен.

Если в результате применения расчетного метода получены классы опасности 1-й, 2-й, 3-й или 4-й, то в применении экспериментальных методов необходимости нет.

Если у отхода сложно определить качественный и количественный состав, то для установления класса опасности применяется экспериментальный метод.

Компоненты отхода, состоящие из таких химических элементов как кислород, азот, углерод, фосфор, сера, кремний, алюминий, железо, натрий, калий, кальций, магний, титан в концентрациях, не превышающих их содержание в основных типах почв, относятся к практически неопасным со средним баллом (Х_i), равным 4, и, следовательно, с коэффициентом степени опасности (W_i), равным 10⁶.

Компоненты отхода природного органического происхождения, состоящие из таких соединений как углеводы (клетчатка, крахмал), белки, азотосодержащие органические соединения (аминокислоты, амиды), то есть вещества, встречающиеся в живой природе, относятся к классу практически неопасных компонентов со средним баллом (X_i), равным 4, и, следовательно, с коэффициентом степени (W_i), равным 10⁶. Для остальных компонентов сложной смеси показатель степени опасности (K_i) рассчитывается, как указано выше.

Пример расчета. Определить класс опасности сухих золошлаковых отходов следующего состава:

	Компонент	Концентрация
Породообразующие	SiO2	63,6%
	AL2O3	18,6%
	MgO	2,1%
	K2o	1,1%
	Na2O	0,5%
	CaSo4	2,2%
	Оксид железа	0,9%
	Углерод C	10,9%
Микроэлементы	Ванадий V	187 мг/кг
	Кадмий Cb	1,5 мг/кг
	Кобальт Co	15 мг/кг
	Марганец Mn	430 мг/кг
	Медь Cu	64 мг/кг
	Мышьяк As	51 мг/кг
	Никель Ni	57 мг/кг
	Ртуть Hg	0,2 мг/кг
	Свинец Pb	13 мг/кг
	Хром Cr	100 мг/кг
	Цинк Zn	49 мг/кг

Порядок расчета

1. Проводим анализ компонентного состава. При сопоставлении состава минеральной части почвы и золы углей следует, что первые пять компонентов отхода по своему количеству не превышают соответствующих показателей в почвах.

Из этого следует, что их можно отнести к породообразующим и, соответственно, практически неопасным для окружающей природной среды к компонентам с относительным параметром опасности Х=4.

Остальные компоненты могут представлять определённую опасность для окружающей среды и к ним необходимо применить расчетный метод.

2. На все компоненты, к которым будет применен расчетный метод, из справочной литературы находим первичные показатели опасности и составляем соответствующие таблицы.

3. Исходя из значений первичных показателей опасности и в соответствии с таблицей 1.2, проставляем соответствующие баллы.

4. Определяем показатель информационного обеспечения как сумму первичных показателей по каждому компоненту отхода и по этой сумме – соответствующий балл.

5. Рассчитываем относительный параметр опасности компонента отхода для окружающей природной среды (Х_i) по установленным степеням опасности компонентов отхода для ОПС в различных природных средах делением суммы баллов по всем параметрам на число этих параметров.